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Tokamak SPARC fusione nucleare plasma superconduttori Commonwealth Fusion

Il reattore SPARC di Commonwealth Fusion Systems punta a dimostrare nel 2027 un bilancio energetico netto Q superiore a 10: produrre più energia di quanta ne serva per scaldare il plasma. La chiave sono i magneti superconduttori a 20 Tesla. LEGGI TUTTO L'ARTICOLO

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SPARC: dimensioni ridotte, campo magnetico record
Sviluppato da Commonwealth Fusion Systems (CFS) con un finanziamento di 1,8 miliardi di dollari, SPARC è un tokamak di nuova generazione la cui innovazione fondamentale non è la dimensione — anzi, è deliberatamente compatto — ma l'intensità del campo magnetico. I magneti superconduttori ad alta temperatura (HTS) in nastro REBCO (Rare Earth Barium Copper Oxide) generano campi di 20 Tesla, circa il doppio di quanto possibile con i superconduttori convenzionali.

Perché 20 Tesla cambiano tutto
La fisica del confinamento magnetico del plasma scala con la quarta potenza del campo magnetico: raddoppiare il campo equivale a moltiplicare per 16 la potenza di confinamento. Questo permette di raggiungere le condizioni necessarie per la fusione (plasma a 100 milioni di gradi) con un tokamak di dimensioni radicalmente inferiori rispetto al colosso ITER, che richiede una struttura grande quanto un edificio di dieci piani. SPARC sarà alto circa 2 metri contro i 30 di ITER, pur con obiettivi energetici comparabili.

La roadmap: primo plasma 2026, energia netta 2027
SPARC mira a raggiungere il primo plasma nel 2026 e a dimostrare il bilancio energetico netto (Q superiore a 1, con obiettivo Q superiore a 10) nel 2027. Oltre 10.000 km di nastro superconduttore HTS sono stati già prodotti per i 18 magneti toroidali del reattore. I test dei singoli moduli di magneti, condotti nel 2021 al MIT Plasma Science and Fusion Center, hanno già superato i 20 Tesla, validando la fattibilità tecnica del progetto.

Il confronto con ITER: tempi e costi
ITER, il grande reattore internazionale in costruzione a Cadarache (Francia) con il sostegno di 35 paesi, ha un costo stimato superiore a 22 miliardi di euro e non raggiungerà l'energia netta prima del 2039. SPARC punta agli stessi obiettivi scientifici con un decimo delle risorse e con quindici anni di anticipo. Se SPARC riesce, dimostrerà che la strada della fusione compatta con magneti ad alta temperatura è più praticabile di quella dei mega-reattori internazionali.

Le implicazioni per l'energia globale
Una centrale a fusione commerciale derivata da SPARC — chiamata ARC da CFS — avrebbe una potenza elettrica di circa 200 MW con un impianto delle dimensioni di una centrale a gas tradizionale. Zero emissioni di CO2, combustibile pressoché inesauribile (deuterio dall'acqua di mare, trizio prodotto internamente), nessun rischio di fusione del nocciolo, rifiuti radioattivi minimi e a breve vita. Se i tempi di sviluppo vengono rispettati, la prima centrale commerciale ARC potrebbe essere operativa prima del 2040.

SPARC rappresenta la scommessa più credibile che la fusione nucleare sia davvero a portata di mano in questa generazione. Per la prima volta nella storia della ricerca sulla fusione, un progetto privato ben finanziato, con tecnologia dimostrata e una roadmap realistica, punta a superare il traguardo dell'energia netta entro la fine del decennio. Il 2027 potrebbe essere l'anno che cambia la storia dell'energia.

 

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